Netzteil für Autoverstärker, 12/±20 Volt 70 Watt. Schema, Beschreibung

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Netzteil für Autoverstärker, 12/±20 Volt 70 Watt. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Netzteile

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Die Versorgungsspannung des Bordnetzes eines Pkw beträgt 12 V. Wenn wir den Widerstand des Lautsprechersystems auf 4 Ohm einstellen, beträgt die maximale Leistung, die mit einer solchen Versorgungsspannung erreicht werden kann, 36 W. Dies ist das theoretischste Maximum unter der Annahme einer Brückenschaltung des Verstärkers und eines Nullwiderstands der Endstufentransistoren im offenen Zustand, also praktisch für einen digitalen Impulsverstärker.

Bei einem analogen Verstärker beträgt die maximale Leistung im gebrückten Zustand nicht mehr als 20 W pro Kanal.

Um mehr Leistung zu erhalten, ist es notwendig, entweder eine Pulsendstufe zu verwenden, die im Pulsweitenmodulationsverfahren ein Audiosignal erzeugt, oder die Impedanz des Lautsprechersystems zu reduzieren. Im ersten Fall enthält der Ton auch eine Ultraschallkomponente von PWM. Es werden komplexere Maßnahmen zur Bekämpfung von Signalverzerrungen erforderlich sein.

Im zweiten Fall ist der Widerstand der Schwingspule bereits mit dem Widerstand der zu ihr führenden Drähte vergleichbar, was solche Maßnahmen im Allgemeinen zunichte machen kann. Es gibt noch eine andere Möglichkeit – die Organisation einer Spannungsergänzung in der Ausgangsstufe durch Gleichrichtung des Ausgangssignals und einer großen Speicherkapazität. Dies ist jedoch auch nicht sehr gut, da es schwierig ist, einen ausreichend linearen Frequenzgang zu erhalten, und die Abhängigkeit des Leistungsübertragungskoeffizienten von der Größe des Eingangssignals ungleichmäßig sein kann.

Selbstverständlich haben alle oben aufgeführten Maßnahmen zur Steigerung der Ausgangsleistung eines aus einer Niederspannungsquelle gespeisten Verstärkers ihre Daseinsberechtigung und führen bei sorgfältiger und kompetenter Durchführung zu guten Ergebnissen. Es gibt jedoch eine traditionellere Möglichkeit, die Leistung des ULF zu erhöhen – indem man einfach seine Versorgungsspannung mit einem Spannungswandler erhöht und damit sogar eine bipolare Stromversorgung organisiert.

Mit dieser Methode können Sie in einem Auto keine Kompromiss-Automobilversion des ULF verwenden, sondern nahezu jede ULF-Schaltung, die in stationären Geräten verwendet wird und in der Lage ist, eine deutlich bessere Klangqualität zu liefern als die hochentwickelten Schaltungen leistungsstarker Auto-VLFs mit Spannungsverstärkern auf Kondensatoren und Lautsprechersysteme mit niedriger Impedanz, denn was auch immer jeder Hl-End-Liebhaber sagen mag – der beste Klang kommt von einer einfachen Einröhren-Kaskade ohne Rückkopplungskreise und mit einem hochohmigen Ausgang. Aber das ist natürlich das andere Extrem.

Unabhängig von der Schaltung des „normalen“ ULF, die Sie in einem Auto verwenden möchten, ist ein Versorgungsspannungswandler erforderlich. Dieser Wandler soll eine erhöhte bipolare Spannung, in diesem Fall ±20 V, mit einem Ausgangsstrom von bis zu 4 A erzeugen. Eine solche Stromquelle kann einen ULF mit einer Ausgangsleistung von bis zu 60-70 W versorgen, entsprechend hergestellt zu einem traditionellen Rundkurs.

Das schematische Diagramm des Konverters ist in der Abbildung dargestellt. Das Schema ist weitgehend Standard. Der Hauptoszillator mit einer PWM-Schaltung zur Stabilisierung der Ausgangsspannung befindet sich auf der Mikroschaltung A1. Die nominale Erzeugungsfrequenz beträgt etwa 50 kHz (geregelt durch Widerstand R3). Die Referenzspannung vom Ausgang wird dem Eingang des Komparators (Pin 1) zugeführt und abhängig von der Spannung an Pin 1 ändert der Komparator die Breite der von der Mikroschaltung erzeugten Impulse, um die Ausgangsspannung stabil zu halten. Der Wert der Ausgangsspannung wird durch den Trimmwiderstand R8 genau eingestellt, der diese Messspannung erzeugt.

(zum Vergrößern klicken)

Die Schaltung VD1-C3-R4-R5 bildet eine Sanftanlaufschaltung.

Gegenphasige Ausgangsimpulse werden von den Pins 8 und 11 von A1 entfernt und an die Ausgangsstufen weitergeleitet. Hier gelangen sie jedoch zunächst zum Ausgangstransistortreiber auf Chip A2. Die Aufgabe dieser Mikroschaltung besteht darin, die Leistung dieser Impulse zu verstärken, da sie leistungsstarke Feldeffekttransistoren mit niedrigem Leerkanalwiderstand verwendet. Solche Transistoren haben eine erhebliche Gate-Kapazität. Um eine ausreichende Öffnungsgeschwindigkeit der Transistoren zu gewährleisten, ist es notwendig, ein möglichst schnelles Laden und Entladen der Kapazitäten ihrer Gates sicherzustellen; dazu dient der Treiber auf A2.

Entlang des Stromkreises sind große Kondensatoren C6 und C7 installiert, die mit einem dicken Draht direkt am Abgriffspunkt der Primärwicklung des Transformators angelötet werden müssen.

Bei der Option, die eine bipolare Versorgungsspannung bereitstellt (wie im Diagramm), verfügt die Sekundärwicklung über einen Abgriff in der Mitte. Dieser Abgriff ist über die Induktivität L2 mit dem gemeinsamen Draht verbunden. Ein Gleichrichter besteht aus Dioden VD2-VD5 (Schottky-Dioden), die positive und negative Spannungen liefern. In einem Einzelversorgungskreis hat die Sekundärwicklung keine Anzapfung und der Minuspol der Gleichrichterbrücke muss mit einem gemeinsamen Minuspol verbunden sein. Wenn in diesem Fall eine Spannung von 40 V erforderlich ist, muss der Widerstandswert des Widerstands R9 im Vergleich zum im Diagramm angegebenen Wert verdoppelt werden.

Als Basis für den Transformator dient ein sorgfältig zerlegter und abgewickelter Transformator aus dem Netzteil eines alten Farbfernsehers der Modelle der 3-USTST-Linie. Zu beachten ist, dass der Transformatorkern dort recht fest verklebt ist und nicht jeder Versuch, seine Hälften zu trennen, mit Erfolg endet. In diesem Sinne ist es meiner Meinung nach besser, zwei solcher Transformatoren zu haben (zum Glück gibt es mittlerweile viele unnötige Netzteile MP-1, MP-3 usw.). Schneiden Sie bei einem Transformator den Rahmen samt Wicklung durch und entfernen Sie ihn. Übrig bleibt der Kern, der ohne Rahmen und Wicklung viel einfacher und effizienter geteilt werden kann. Brechen und brechen Sie beim zweiten Transformator den Kern vorsichtig, um den Rahmen nicht zu beschädigen. Als Ergebnis dieser „Barbarei“ erhält man einen guten Kern und einen guten Rahmen.

Nun zum Wickeln. Die Wicklung muss einen großen Strom halten und erfordert daher einen dicken Draht. Zum Wickeln der Primärwicklung wird ein dreifach gefalteter PEV 0,61-Draht verwendet. Für die Sekundärseite derselbe Draht, jedoch in der Mitte gefaltet. Die Primärwicklung hat 5+5 Windungen, die Sekundärwicklung 10+10 Windungen.

Spule L1 ist keine Spule, sondern ein auf einem Draht angebrachtes Ferritrohr. L2 - 5 Windungen PEV 0,61, dreifach gefaltet auf einem Ferritring mit einem Durchmesser von 28 mm.

Seltene FDB045AN-Transistoren können durch andere ersetzt werden, und die Auswahl ist recht groß, da eine maximale Drain-Source-Spannung von mindestens 50 V, ein Drain-Strom von mindestens 70 A und ein Leerlaufwiderstand von Kanal 8 von nicht mehr als erforderlich sind 0,01 Ohm. Mithilfe dieser Parameter können Sie eine ganze Reihe von Ersatzkandidaten auswählen, d. h. fast jeden FET-Transistor für Kfz-Zündschalter und andere Dinge.

Kondensatoren C11 und C12 für eine Spannung nicht unter 25 V, die übrigen Kondensatoren für eine Spannung nicht unter 16 V.

Autor: Gorchuk N.V.

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